马秀兰教授团队在生物炭强化Pb/Cd吸附固定机制研究方面取得最新进展

2026年05月21日，吉林农业大学资源与环境学院马秀兰教授团队在农林科学一区Top期刊Industrial Crops & Products（IF=6.400）在线发表题为“Enhancing the soil’s adsorption capacity for Pb and Cd: Reaction mechanism and stability”的研究论文，该以玉米秸秆生物炭-黑土体系为研究对象，系统研究了自然老化、冻融老化和高温老化条件下生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附、解吸、竞争吸附及土壤钝化稳定性影响，为生物炭在重金属复合污染黑土修复中的长期稳定应用提供了理论依据和技术参考。

该研究以玉米秸秆生物炭-黑土体系为对象，设置未老化、自然老化、冻融老化和高温老化处理，系统探究不同老化方式对Pb2+和Cd2+吸附-解吸、竞争吸附及土壤钝化稳定性的影响。结果表明，三种老化处理均增强了生物炭-黑土体系对Pb2+和Cd2+的吸附能力，主要归因于老化过程提高了生物炭比表面积和含氧官能团数量；吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir模型，说明化学吸附和单分子层吸附占主导。二元复合体系中，Pb2+和Cd2+存在竞争吸附，但体系对Pb2+表现出更强选择性。进一步研究发现，老化生物炭可促进Pb和Cd由酸可提取态、可还原态向氧化态和残渣态转化，其中复合污染土壤中Pb残渣态比例增加8.87%-13.95%，Cd残渣态比例增加11.62%-16.94%，表明其能够有效降低重金属迁移性和环境风险。该研究阐明了生物炭-土壤共老化条件下Pb/Cd吸附固定及稳定化机制，为生物炭长期应用于黑土重金属复合污染修复提供了理论依据。

吉林农业大学资源与环境学院李欣玥硕士为本论文的第一作者，相关工作得到了国家重点研发计划项目和吉林省科技发展计划项目资助。

初审：马秀兰

复审：王少杰

终审：赵兴敏